Meetprotocol. Lichtmeten in de glastuinbouw

Transcriptie

1 Lichtmeten in de glastuinbouw

2 WLTO Veraartlaan 6 PB AC Rijswijk Tel.: (070) infolijn@wlto.nl Ra'Max Hoogwerf RT Monster Tel.: (0174) raymax@bart.nl Hortilux Groote Noort DJ Monster Tel.: (0174) info@hortilux.com DLV Linnaeuslaan 2A 1431 JV Aalsmeer Tel.: (0297) info@dlv.agro.nl PPO Linnaeuslaan 2A 1431 JV Aalsmeer Tel.: (0297) Philips Boschdijk JG Eindhoven Tel.: (040) peter.wiegerinck@philips.com

3 INHOUDSOPGAVE Pagina 1. Inleiding 4 2. Meten van licht en verlichtingssterkte in de praktijk Representatief meetveld 3. Beoordeling lichtinstallatie Geometrie 3.2 Lichttechnische eigenschappen van de installatie 3.3 Energievoorziening en energiegebruik 3.4 Omgevingsfactoren 4. Voorwaarden voor het meten van belichtingssterkten Randvoorwaarden 4.2 Het meten van verlichtingssterkten 4.3 Randvoorwaarden lichtmeten 4.4 Voorwaarden aan armaturen en lampen 4.5 Aanvullende metingen 5. Meten in de praktijk Opleveringsmeting nieuwe installatie 6. Meetinstrumenten Meetinstrumenten en hulpmiddelen 6.2 Eisen te stellen aan personeel en organisatie 6.3 Meetinstrumenten voor de belichtingssterkte lux 6.4 Meetinstrument voor PAR 6.5 Spanningskwaliteit meter Bijlage 1. Eisen gesteld aan lichtmeters 11 Bijlage 2. Spectrale response luxmeter 12 Spectrale response PAR-meter Bijlage 3. Voorbeeld invulblad met te noteren gegevens lichtmeting 13 Vervolg bijlage 3 3

4 1. INLEIDING Bij aankoop van een belichtingsinstallatie op een tuinbouwbedrijf wordt door de opdrachtnemer een offerte/specificatie opgemaakt, waarin wordt beschreven waar de installatie aan dient te voldoen. Doorgaans is de opdrachtnemer een installateur. Door middel van een lichtmeting kan worden nagegaan of de installatie overeenkomt met de lichttechnische specificaties. Vanwege de vele aspecten die van invloed zijn op de installatie/lichtmeting is een goed omschreven meetprotocol, zowel voor de opdrachtnemer als de opdrachtgever, van belang. Lichtmetingen uitgevoerd volgens dit protocol zullen dan zoveel mogelijk leiden tot een zo objectief mogelijke en onderling vergelijkbare beoordeling van de lichtinstallatie. Dit protocol is opgesteld in samenwerking met de volgende partijen: - DLV Adviesgroep in Aalsmeer. - Hortilux Schréder b.v. in Monster. - Philips Nederland in Eindhoven. - PPO in Aalsmeer. - Raymax b.v. in Monster. - WLTO Advies in Naaldwijk. Kwaliteitscriteria voor de belichting Voor het meten van verlichtingssterktes is het van belang een representatief meetveld te kiezen in de kas. Bij het uitvoeren van metingen dient er voor gezorgd te worden dat tenminste alle omliggende lichtbronnen, die bijdragen aan de belichting van de te meten plaats, onbelemmerd de fotocel kunnen bereiken. 4

5 2. METEN VAN LICHT EN BELICHTINGSSTERKTE IN DE PRAKTIJK Opdrachten voor het doormeten van belichtingsinstallaties worden verricht ter controle van de installatie, in opdracht van telers. Metingen worden uitgevoerd kort na oplevering, ter controle of de installatie conform de opdracht is opgeleverd of later ter controle of de installatie nog aan de gestelde eisen voldoet. Bij oudere installaties betreft dit dan de terugloop van de belichtingssterkte door veroudering van lampen en vervuiling van reflectoren of de uniformiteit van de belichtingssterkte door veroudering of aanbrengen van wijzigingen aan de installatie. De meting wordt verricht in minimaal twee meetvelden die zo gekozen worden dat ze representatief worden geacht voor de installatie als geheel. Dit meetprotocol heeft speciaal betrekking op de meting die gericht is op de controle van de installatie direct na oplevering. 2.1 Representatief meetveld Het meetveld dient een representatief gedeelte te zijn van de verlichte kas, over de volledige breedte van één kap. Het meetveld beslaat in principe twee opéénvolgende lampen, bij dichtopeen hangende lampen (<2 m) drie opeenvolgende. Bovendien moet het vergelijkbaar zijn met de theoretische berekening zoals aangeboden in het lichtplan van de leverancier. Is dit om praktische redenen niet mogelijk, dan zal een nieuwe theoretische berekening moeten worden uitgevoerd. Eventuele randeffecten moeten worden voorkomen. Als regel kan worden gehanteerd dat minimaal drie strengen brandende armaturen zich aan weerszijden van het meetveld bevinden en minimaal vier brandende lampen in de streng voor en achter het meetveld. Wanneer dit niet mogelijk is, dient dit genoteerd te worden. Over het meetveld wordt een meetraster gelegd. Het meetraster is een verzameling van punten die gedefinieerd zijn als de snijpunten van regelmatig over het meetveld verspreide rasterlijnen (zie figuur bijlage 3; representatief meetveld). Het aantal rasterlijnen verdeeld over de kap wordt bepaald door het aantal paden in de kap, waarbij eventueel ook in het midden van de bedden wordt gemeten. Afhankelijk van de geometrie van het meetveld geldt de volgende aanbeveling: Het raster moet zodanig gekozen worden dat zich onder elk armatuur een snijpunt bevindt. Dit geldt ook voor de posities in het midden tussen 2 armaturen en tussen 2 strengen armaturen. Het raster dient dus te bestaan uit een oneven aantal lijnen in de kap en een oneven aantal dwars op de kap. - breedte van 9,6 meter: 9 x 5 punten - breedte van 8,0 meter: 7 x 5 punten - breedte van 6,4 meter: 7 x 5 punten - breedte van 4,0 meter: 5 x 5 punten Voor een representatief meetveld geldt dat dit minimaal 25 meetpunten moet bevatten. 5

6 3. BEOORDELING LICHTINSTALLATIE Voor de beoordeling van de lichttechnische kwaliteit van de lichtinstallatie in een kas zijn de volgende punten van belang: 1. de geometrie, 2. de lichttechnische gegevens van de installatie, 3. de energievoorziening en het energieverbruik, 4. de omgevingsfactoren ten tijde van de meting. 3.1 Geometrie Geometrische parameters hebben betrekking op de kas, de installatie en de omgeving. De volgende parameters zijn van belang: - kapbreedte - montage van de armaturen (aan tralie of in strengen aan een kabelgoot) - positie van de strengen per kap - afstand onderzijde armatuur t.o.v. meethoogte/sensor - positie van de te beoordelen kap(pen) in de tuin 3.2 Lichttechnische eigenschappen van de installatie Van belang voor de toetsing zijn: - fabrikaat en typenummer van armatuur - nominaal voedende spanning waarvoor armatuur geschikt is - fabrikaat en typenummer van de lichtbronnen - onderlinge afstand van de armaturen binnen een streng; is deze constant - onderlinge afstand van de armaturen tussen strengen; is deze constant - hangen de lampen waterpas in het horizontale vlak - opleverdatum installatie - aantal branduren van de lichtbronnen - Net/WKK voeding 3.3 Energievoorziening en energiegebruik Gegevens over de energievoorziening zijn van belang; enerzijds vanwege de afhankelijkheid van de lichtopbrengst van lichtbronnen van de elektrische spanning en anderzijds vanwege het energetisch rendement van de installatie. Een te lage spanning en of een hoge THD-vervorming beïnvloedt de lichtopbrengst negatief. Te meten parameters hiervoor zijn: - elektrische spanning op het voedingspaneel (alle fases + nul) - het aandeel THD-vervorming (Total Harmonic Distortion*) van de spanning in procenten *) Totale harmonische vervorming van de netspanning uitgedrukt in procenten. 6

7 De lichtopbrengst van een hogedruk natrium lamp mag rechtevenredig verondersteld worden met het opgenomen vermogen binnen het werkgebied, gespecificeerd door de fabrikant van de lamp. Wanneer men een uitspraak wil doen over het effect van de spanning of spanningskwaliteit op de lichtopbrengst is het bepalen van het opgenomen vermogen per armatuur een goede maatstaf. 3.4 Omgevingsfactoren Deze kunnen de metingen beïnvloeden, of zelfs onmogelijk maken. In sommige gevallen is correctie van de meetresultaten noodzakelijk. Bij de registratie dienen de volgende parameters te worden bepaald: - Lichtniveau van de omgeving (licht van buiten maximaal 1% van gemeten lichtniveau binnen) - Is er sprake van nevel/mist in de kas? Dan is meten niet mogelijk - Bevinden zich optisch storende elementen tussen de armaturen en het gewas, zoals verwarmingsbuizen, regeninstallatie e.d.? Wanneer dit het geval is, bepaal dan de positie van de schaduwplekken in het meetveld en vermijdt het om in deze plekken meetpunten op te nemen - Reflectie ondergrond door b.v. wit gronddoek zonder gewas - Gesloten schermdoek in combinatie met een lege kas (betonvloer) 7

8 4.VOORWAARDEN VOOR HET METEN VAN BELICHTINGSSTERKTEN 4.1 Randvoorwaarden Voor het uitvoeren van de meting moet de installatie zolang zijn ingeschakeld, dat de verlichtingssterkte stabiel is. Gewoonlijk is dit ca. 30 min. na inschakelen het geval. Effecten van omgevingsfactoren (zie hoofdstuk 3.4 omgevingsfactoren) dienen te worden vermeden of nadrukkelijk te worden vermeld in de rapportage. 4.2 Het meten van verlichtingssterkten Meten van verlichtingssterkte dient te gebeuren in de eenheid zoals vermeld in de offerte/specificatie. Verlichtingssterkte wordt gemeten met een cosinus gecorrigeerde sensor. Gebruik van een kwantumsensor (PAR-sensor*) voor het meten van het aantal fotonen tussen nm verdient de voorkeur, simpelweg doordat men dan meetgegevens van diverse lichtbronnen met elkaar kan vergelijken (lux sensoren zijn ook toegestaan). Het gebruik van een losse meetcel, welke d.m.v. een tenminste twee meter lange kabel met het aanwijsinstrument is verbonden, wordt aanbevolen. Draag neutrale kleding om ongewenste reflectie te voorkomen (géén wit). De meetcel dient nauwkeurig horizontaal en op gelijke hoogte op ieder meetpunt te worden geplaatst. Het gebruik van een houder op statief wordt hierbij aanbevolen. *) Photosynthetically Active Radiation, uitgedrukt in µmol/m 2.s of PPFD. 4.3 Randvoorwaarden lichtmeten Zie omgevingsfactoren, die genoemd worden in hoofdstuk 3 "Beoordeling lichtinstallatie". Al deze voorwaarden zullen de lichtmeting beïnvloeden en zullen dus via een checklist beoordeeld moeten worden. Zie ook bijlage 3: "Voorbeeld invulblad met te noteren gegevens lichtmeting" Voorwaarden aan armaturen en lampen De controlemeting aan nieuwe assimilatiebelichtingsinstallaties uitgevoerd met hogedruk natrium lampen moet geschieden, nadat de lamp/armatuurcombinatie tenminste 100 h en ten hoogste 500 h heeft gebrand. Men mag aannemen dat de lichtstromen van de lampen tussen genoemde branduren nog nauwelijks afwijken van de lichtstroom gebruikt in de lichtcalculatie. Daarna is de terugval niet meer te verwaarlozen (zie specificaties van de lampenfabrikanten voor nadere gegevens). 4.5 Aanvullende metingen De netspanning moet direct voor en na de meting worden vastgesteld. De spanning wordt gemeten op het voedende paneel van de armaturen waar de lichtmeting wordt uitgevoerd. Alle drie de fasespanningen worden gemeten incl. het aandeel THD-vervorming van de spanning (in procenten). 8

9 5. METEN IN DE PRAKTIJK Inleiding Een meetopdracht moet tenminste aangeven welke lichttechnische grootheden respectievelijk metingen worden gevraagd en de uitgebreidheid van deze metingen. 5.1 Opleveringsmeting nieuwe installatie Meting in een passend puntpatroon om een zo nauwkeurig mogelijke benadering van de waarde van de te meten grootheid te verkrijgen, in het bijzonder de gemiddelde lichtsterkte en de lichtverdeling (min./max. in %). OPMERKING Deze metingen hebben als doel te weten of de installatie voldoet aan de eisen. Installatie conform tekeningen/offerte. Het toetsen of de installatie voldoet aan de uitkomst van de lichttechnische berekeningen van de toeleverancier van de armaturen. Er dienen minimaal 2 complete meetvelden gemeten te worden. Bij afwijkingen >5% derde meting uitvoeren. 9

10 6. MEETINSTRUMENTEN 6.1 Meetinstrumenten en hulpmiddelen Voor lichttechnische metingen zijn de volgende meetinstrumenten en hulpmiddelen noodzakelijk: De gebruikte meetinstrumenten moeten bij aflevering en vervolgens vlg. opgaaf van de fabrikant worden gekalibreerd (meestal jaarlijks). De afwijkingen moeten in een kalibratierapport zijn vermeld, dat bij het meetinstrument moet worden bewaard. 6.2 Eisen te stellen aan personeel en organisatie De elektrische metingen uitgevoerd ten tijde van de lichtmetingen dienen uitgevoerd te worden aan de hand van de NEN 3140 risicovolle metingen. De personen die de metingen in de praktijk uitvoeren worden geacht kennis te hebben, en voldoende opleiding te hebben genoten om deze metingen uit te voeren volgens de geldende richtlijnen. 6.3 Meetinstrument voor de belichtingssterkte lux De te gebruiken luxmeter moet voldoen aan de in bijlage 1 gestelde eisen voor de maximaal toelaatbare, specifieke foutenmarges en de maximaal toelaatbare totale foutmarge. Volgens bijlage 1 van het NEN-EN 1838 van 1999: - Alle verlichtingssterktemeters moeten worden uitgevoerd met een cosinus V(λ)-correctie (= meetcorrectie voor schuin invallend licht + spectrale gevoeligheid van het menselijk oog) - Het apparaat mag een maximale fouttolerantie hebben van 5% (zie bijlage) 6.4 Meetinstrument voor PAR Voor PAR-meters gelden dezelfde eisen als voor luxmeters. Alleen de spectrale gevoeligheid is aangepast voor plantengroei. Als PAR-meter verdient de kwantummeter de voorkeur (zie bijlage 2). 6.5 Spanningskwaliteit meter Voor het meten van de netspanning moet een voltmeter van ten minste klasse 0,5 volgens NEN worden gebruikt (of voor digitale meters een gelijkwaardige klasse), die de TRUE-RMS-waarde van de spanning aangeeft. Daarnaast moet het mogelijk zijn te bepalen wat de THD-waarde van de voedende spanning is. N.B. Tijdens gebruik, opslag of vervoer mogen instrumenten noch aan extreme omstandigheden van temperatuur en/of relatieve vochtigheid worden blootgesteld, noch onderhevig zijn aan schokken of sterke trillingen. Zorg ervoor dat de meters condensvrij zijn tijdens de meting en minimaal de ruimtetemperatuur hebben. 10

11 BIJLAGE 1 EISEN GESTELD AAN LICHTMETERS Kenmerk Symbool Max. toelaatbare, specifieke foutmarge % Aanpassing aan de relatieve spectrale ooggevoeligheid ( V-aanpassing) F1 3 UV-gevoeligheid U 1 IR- gevoeligheid R 1 Correctie voor niet-loodrecht invallend licht (cosinus-correctie) F2 1,5 Afwijking van de lineariteit F3 1 Afwijking van meetinstrument F4 3 Temperatuurcoëfficiënt A 0,2/K Vermoeidheid F5 0,5 Frequentie-afhankelijkheid van de lichtfluctuatie F7 0,2 Justeerfout F11 0,5 Maximaal toelaatbare, totale foutmarge voor de luxmeter Ft 5 *) *) ft is de som van de specifieke foutmarges 11

12 BIJLAGE 2 Spectrale response luxmeter De spectrale response van het visuele systeem (menselijk oog) is af te beelden in een grafische vorm. Voor het gebied van de kegeltjes is dit de zogeheten λ-kromme. In deze kromme is de gevoeligheid van het visuele systeem in een relatieve schaal uitgezet tegen de golflengte van het licht. Deze gevoeligheid wordt aangegeven met V, die afhankelijk van de golflengte met (zie figuur). Deze kromme is een weergave van de resultaten van metingen waarbij verschillende mensen als waarnemer hebben gefungeerd en wordt gebruikt door de internationale organisatie voor standaarden (ISO). Een luxmeter heeft een response welke gelijk is aan deze ooggevoeligheidskromme (gestippelde curve in onderstaande figuur). Spectrale response PAR-meter PAR is het spectrum tussen nm (Photosynthetic Active Radiation). De fotosynthese wordt bepaald door het aantal fotonen (kwanta) tussen 400 en 700 nm dat wordt geabsorbeerd en niet door de som van energie-inhouden van deze fotonen. Het aantal fotonen is dus de meest geschikte maat waarin de hoeveelheid licht voor een fotochemisch proces kan worden uitgedrukt. Een kwantumsensor (cosinus gecorrigeerd en alleen gevoelig in het PAR-gedeelte van het spectrum) meet het aantal fotonen in µmol/m2sup. Een gemeten verlichtingssterkte in lux is globaal om te rekenen naar het aantal fotonen in µmol/m 2 s. Echter, deze omrekeningsfactor is afhankelijk van het type lichtbron/branduren waaronder is gemeten. De PAR-meter heeft een response volgens de getrokken lijn in onderstaande figuur. relatieve gevoeligheid 1,00 Plantgevoeligheidskromme = gevoeligheid PAR-meter Ooggevoeligheidskromme = gevoeligheid luxmeter 0, golflengte (nm) 12

13 BIJLAGE 3 VOORBEELD INVULBLAD MET TE NOTEREN GEGEVENS LICHTMETING Opdrachtgever : Doel van de meting : controlemeting/opleveringsmeting* Naam Adres Woonplaats Tel./Fax. : : : : Plaats meting in de kas: Kapnr. Links/rechts* van het middenpad Plaats meting in de kas: Kapnr. Links/rechts* van het middenpad Plaats meting in de kas: Kapnr. Links/rechts* van het middenpad Armatuurnr. / Armatuurnr. / Armatuurnr. / Armatuurgegevens Producent Arm geschikt voor Type reflector Merk lamp/wattage : : 220/230/240 volt : : Installatiegegevens Lengte/breedte/ophanghoogte Hoogte lamp/meethoogte : meter : meter Installatiedatum: mnd/jr Aantal branduren lampen : uur Aantal branduren armaturen : uur Energievoorziening TE Parallel/Eiland Nutsaansluiting* Spanning L1 L2 L3 Kwaliteit voedende spanning L1 L2 L3 Gemeten op voedingspaneel/armatuur/ Kwaliteit voedende spanning Gebruikte apparatuur + kalibratiedatum: lichtmeter spanningmeter * Doorhalen wat niet van toepassing is. 13

14 VERVOLG BIJLAGE 3 VOORBEELD INVULBLAD MET TE NOTEREN GEGEVENS LICHTMETING Verrichte veldmetingen in lux/par* Meetveld maatvoering: x x (lxbxh) Meetgegevens veld 1 N.B.: s.v.p. de armaturen omcirkelen in het meetveld A B C D E Meetgegevens veld A B C D E Meetveld in kap Meetveld tussen 2 rijen armaturen Meetveld Meetveld Voorbeeld representatief meetveld L = afstand tussen de armaturen op de rij B = afstand tussen de rijen H = hoogte tussen lamp en gewas Wanneer mogelijk meetveld conform offerte/lichtplan uitvoeren (zie representatief meetveld) Opmerking: Meetdatum : Gemeten door : 14

15